246071-Либерти-Освой-самостоятельно-С-за-21-день (852741), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Они принимают соответственноуказатель класса Mammal, ссылку класса Mammal и объект класса Mammal. После чеговыполняютоднуитужеоперацию—вызываютметодSpeak().ПользователюпредлагаетсявыбратьобъектклассаDogиликлассаCat,послечеговстроках43—46создаетсяуказательсоответствующеготипа.Судя по информации, выведенной программой на экран, пользователь первый раз выбралобъект класса Dog, который был создан в свободной области памяти 43-й строкой программы.ЗатемобъектклассаDogпередаетсявтрифункцииспомощьюуказателя,спомощьюссылкиикакзначение.Втомслучае,когдавфункциюпередавалсяадресобъектаспомощьюуказателяилиссылки,успешно выполнялась функция-член Dog->Speak().
На экране компьютера дважды появилосьсообщение,соответствующеевыбранномупользователемобъекту.Разыменованный указатель передает объект как значение. В этом случае функцияраспознаетпринадлежностьпереданногообъектаклассуMammal,компиляторразбиваетобъектклассаDogпополамииспользуеттолькотучасть,котораябыласозданаконструкторомклассаMammal.ВтакомслучаевызываетсяверсияметодаSpeak(),котораябылаобъявленадляклассаMammal,чтоиотобразилосьвинформации,выведеннойпрограммойнаэкран.ТежедействияистемжерезультатомбыливыполненызатемидляобъектаклассаCat.ВиртуальныедеструкторыВ том случае, когда ожидается указатель на объект базового класса, вполне допустима ичасто используется на практике передача указателя на объект производного класса. Чтопроизойдет при удалении указателя, ссылающегося на объект производного класса? Еслидеструкторбудетобъявленкаквиртуальный,товсепройдетотлично—будетвызвандеструкторсоответствующего производного класса. Затем деструктор производного класса автоматическивызоветдеструкторбазовогокласса,иуказанныйобъектбудетудаленцеликом.Отсюда следует правило: если в классе объявлены виртуальные функции, то и деструктордолженбытьвиртуальным.Виртуальныйконструктор-копировщикКонструкторы не могут быть виртуальными, из чего можно сделать вывод, что не можетбыть также виртуального конструктора-копировщика.
Но иногда требуется, чтобы программамогла передать указатель на объект базового класса и правильно скопировать его в объектпроизводногокласса.Чтобыдобитьсяэтого,необходимовбазовомклассесоздатьвиртуальныйметодClone().МетодClone()долженсоздаватьивозвращатькопиюобъектатекущегокласса.Поскольку в производных классах метод Clone() замещается, при вызове его создаютсякопии объектов, соответствующие выбранному классу. Программа, использующая этот метод,показанавлистинге11.11.Листинг11.11.Виртуальныйконструктор-копировщик1://Листинг11.11.Виртуальныйконструктор-копировщик2:3:#include<iostream.h>4:5:classMammal6:{7:public:8:Mammal():itsAge(1){cout<<"Mammalconstructor...\n";}9:virtual^Mammal(){cout<<"Mammaldestructor...\n";}10:Mammal(constMammal&rhs);11:virtualvoidSpeak()const{cout<<"Mammalspeak!\n";}12:virtualMammal*Clone(){returnnewMammal(*this);}13:intGetAge()const{returnitsAge;}14:protected:15:intitsAge;16:};17:18:Mammal::Mammal(constMammal&rhs):itsAge(rhs.GetAge())19:{20:cout<<"MammalCopyConstructor...\n";21:}22:23:classDog:publicMammal24:{25:public:26:Dog(){cout<<"Dogconstructor...\n";}27:virtual~Dog(){cout<<"Dogdestructor...\n";}28:Dog(constDog&rhs);29:voidSpeak()const{cout<<"Woof!\n";}30:virtualMammal*Clone(){returnnewDog(*this);}31:};32:33:Dog::Dog(constDog&rhs):34:Mammal(rhs)35:{36:cout<<"Dogcopyconstructor...\n";37:}38:39:classCat:publicMammal40:{41:public:42:Cat(){cout<<"Catconstructor,,,\n";}43:~Cat(){cout<<"Catdestructor...\n";}44:Cat(constCat&);45:voidSpeak()const{cout<<"Meow!\n";}46:virtualMammal*Clone(){returnnewCat(*this);}47:};48:49:Cat::Cat(constCat&rhs):50:Mammal(rhs)51:{52:cout<<"Catcopyconstructor..,\n";53:}54:55:enumANIMALS{MAMMAL,D0G,CAT};56:constintNumAnimalTypes=3;57:intmain()58:{59:Mammal*theArray[NumAnimalTypes];60:Mammal*ptr;61:intchoice,i;62:for(i=0;i<NumAnimalTypes;i++)63:{64:cout<<"(1)dog(2)cat(3)Mammal:";65:cin>>choice;66:switch(choice)67:{68:caseDOG:ptr=newDog;69:break;70:caseCAT:ptr=newCat;71:break;72:default:ptr=newMammal;73:break;74:}75:theArray[i]=ptr;76:}77:Mammal*OtherArray[NumAnimalTypes];78:for(i=0;i<NumAnimalTypes;i++)79:{80:theArray[i]->Speak();81:OtherArray[i]=theArray[i]->Clone();82:}83:for(i=0;i<NumAnimalTypes;i++)84:OtherArray[i]->Speak();85:return0;86:}Результат:1:(1)dog(2)cat(3)Mammal:12:Mammalconstructor...3:Dogconstructor...4:(1)dog(2)cat(3)Mammal:25:Mammalconstructor...6:Catconstructor...7:(1)dog(2)cat(3)Mammal:38:Mammalconstructor...9:Woof!10:MammalCopyConstructor...11:Dogcopyconstructor...12:Meow!13:MammalCopyConstructor...14:Catcopyconstructor...15:Mammalspeak!16:MammalCopyConstructor...17:Woof!18:Meow!19:Mammalspeak!Анализ: Листинг 11.11 похож на два предыдущих листинга, однако в данной программе вклассе Mammal добавлен один новый виртуальный метод — Clone().
Этот метод возвращаетуказатель на новый объект класса Mammal, используя конструктор-копировщик, параметркоторогопредставленуказателем<<this.МетодClone()замещаетсявобоихпроизводныхклассах—DogиCat—соответствующимиверсиями, после чего копии данных передаются на конструкторы- копировщики производныхклассов. Поскольку Clone() является виртуальной функцией, то в результате будут созданывиртуальныеконструкторы-копировщики,какпоказановстроке81.Пользователюпредлагаетсявыбратьобъекткласса0og,CatилиMammal.Объектвыбранноготипа создается в строках 62-74.
В строке 75 указатель на новый объект добавляется в массивданных.Затем осуществляется цикл, в котором для каждого объекта массива вызываются методыSpeak()иClone()(см.строки80и81).Врезультатевыполненияфункциивозвращаетсяуказательнакопиюобъекта,котораясохраняетсявстроке81вовтороммассиве.В строке 1 вывода на экран показан выбор пользователем опции 1 — создание объектакласса Dog.
В создание этого объекта вовлекаются конструкторы базового и производногоклассов.ЭтаоперацияповторяетсядляобъектовклассовCatиMammalвстрокахвывода4-8.Встроке9выводапоказановыполнениеметодаSpeak()дляобъектаклассаDog.Посколькуфункция Speak() также объявлена как виртуальная, то при обращении к ней вызывается та ееверсия,котораясоответствуеттипуобъекта.Затемследуетобращениеещекоднойвиртуальнойфункции Clone(), виртуальность которой проявляется в том, что при вызове из объекта классаDogзапускаютсяконструкторклассаMammalиконструктор-копировщикклассаDog.ТожесамоеповторяетсядляобъектаклассаCat(строкивыводас12—14)иобъектаклассаMammal (строки вывода 15 и 16).
В результате создается массив объектов, для каждого изкоторыхвызываетсясвояверсияфункцииSpeak().ЦенавиртуальностиметодовПоскольку объекты с виртуальными методами должны поддерживать v-таблицу, тоиспользование виртуальных функций всегда ведет к некоторому повышению затрат памяти иснижению быстродействия программы. Если вы работаете с небольшим классом, который несобираетесь делать базовым для других классов, то в этом случае нет никакого смыслаиспользоватьвиртуальныеметоды.Объявляявиртуальныйметодвпрограмме,заплатитьпридетсянетолькозаv-таблицу(хотядобавление последующих записей потребует не так уж много места), но и за созданиевиртуальногодеструктора.Поэтомуследуетподумать,имеетлисмыслпреобразовыватьметодыпрограммыввиртуальные,аеслида,токакиеименно.Рекомендуется:Используйте виртуальные методы только в том случае, если программасодержит базовый и производные классы.
Используйте виртуальный деструктор, если впрограммебылисозданывиртуальныеметоды.Нерекомендуется:Непытайтесьсоздатьвиртуальныйконструктор.РезюмеСегодня вы узнали, как наследовать новые классы от базового класса. В этой главерассматривалось наследование с ключевым словом public и использование виртуальныхфункций. Во время наследования в производные классы передаются все открыты e изащищенныеданныеифункцииизбазовогокласса.Защищенные данные базового класса открыты для всех производных классов, но закрытыдля всех других классов программы. Но даже производные классы не могут получить доступ кзакрытымданнымифункциямбазовогокласса.Конструкторы могут инициализироваться до выполнения тела конструктора. При этомвызываетсяконструкторбазовогокласса,итудамогутбытьпереданыданныеввидепараметров.Функции, объявленные в базовом классе, могут быть замещены в производных классах.Если при этом функция объявлена как виртуальная, а обращение к функции от объектаосуществляется с помощью указателя на объект или ссылки, то вызываться будет тотзамещенныйвариантфункции,которыйсоответствуеттипутекущегообъекта.Методыбазовогоклассаможновызыватьявнымобращением,когдавстрокевызовасначалауказывается имя базового класса с двумя символами двоеточия после него.
Например, есликласс Dog произведен от класса Mammal, то к методу базового класса напрямую можнообратитьсяследующимвыражением:Mammal::walk().Есливклассеиспользуютсявиртуальныеметоды,тоследуетобъявитьтакжеивиртуальныйдеструктор. Он необходим для того, чтобы быть уверенным в удалении части объекта,относящейся к производному классу, если удаление объекта осуществлялось с помощьюуказателя базового класса. Нельзя создать виртуальный конструктор. В то же время можносоздать виртуальный конструктор-копировщик и эффективно его использовать с помощьювиртуальнойфункции,вызывающейконструктор-копировщик.ВопросыиответыНаследуются ли данные и функции-члены базового класса в последующие поколенияпроизводных классов? Скажем, если класс Dog произведен от класса Mammal, а класс MammalпроизведенотклассаAnimals,унаследуетликлассDogданныеифункцииклассаAnimals?Да.
Если последовательно производить ряд классов, последний класс в этом рядуунаследуетвсюсуммуданныхиметодовпредыдущихбазовыхклассов.ЕсливпредыдущемпримеревклассеMammalбудетзамещенафункция,описаннаявклассеAnimals,токакойвариантфункцииполучитклассDog?ЕсликлассDogнаследуетсяотклассаMammal,тоонполучитфункциювтомвиде,вкакомонасуществуетвклассеMammal,т.е.замещенную.Можно ли в производном классе описать как private функцию, которая перед этим былаописанавбазовомклассекакpublic?Можно.Функцияможетбытьнетолькозащищенавпроизводномклассе,ноизакрыта.Онаостанетсязакрытойдлявсехпоследующихклассов,произведенныхотэтого.Вкакихслучаяхнеследуетделатьфункцииклассавиртуальными?Описание первой виртуальной функции вызовет создание v-таблицы, что потребуетвремени и дополнительной памяти.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
